Título
[en] NUMERICAL SIMULATION OF ANNULAR FLOW IN HORIZONTAL PIPES USING THE TWO FLUID MODEL
Título
[pt] SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE ESCOAMENTO ANULAR EM TUBULAÇÕES HORIZONTAIS UTILIZANDO O MODELO DE DOIS FLUIDOS
Autor
[pt] IZABEL SOUTO FERREIRA DA SILVA
Vocabulário
[pt] MODELO DE DOIS FLUIDOS
Vocabulário
[pt] FATOR DE ATRITO DA INTERFACE
Vocabulário
[pt] EQUACAO DE ESTADO
Vocabulário
[pt] ESCOAMENTO ANULAR
Vocabulário
[en] TWO FLUID MODEL
Vocabulário
[en] INTERFACE FRICTION FACTOR
Vocabulário
[en] EQUATION OF STATE
Vocabulário
[en] ANNULAR FLOW
Resumo
[pt] Escoamentos bifásicos no regime anular são caracterizados pela formação de um filme de líquido ao redor das paredes do duto com a fase gasosa escoando na área central do duto. O presente trabalho consiste na simulação numérica de um escoamento anular em tubulação horizontal, com e sem transferência de calor através de um código unidimensional baseado no Modelo de Dois Fluidos. São considerados dois pares de fluidos, sendo o primeiro ar-água, o qual é vastamente estudado na literatura e um fluido típico encontrado na produção de petróleo formado de gás natural e óleo. Parâmetros característicos do padrão de escoamento anular como gradiente de pressão, fator de atrito da interface e espessura do filme de líquido são determinados e comparados com dados experimentais e numéricos, apresentando boa concordância. O gás natural é modelado como gás real, através da aplicação da Equação de Estado de Peng-Robinson e comparado com a modelagem utilizando Equação de Gases Ideais. Para o fluido típico selecionado, este efeito é muito pequeno tanto com relação aos parâmetros hidrodinâmicos como velocidades das fases e queda de pressão como nos parâmetros térmicos como campo de temperatura, perda de calor para o ambiente e coeficiente bifásico de troca de calor.
Resumo
[en] Annular two-phase flow is characterized by the formation of a liquid layer spread around the pipe circumference with gas flowing in the core area of the pipe. The present work consists in the numerical simulation of an annular flow in horizontal pipe, with and without heat transfer through a one-dimensional code based on the Two Fluid Model. Two pairs of fluids are considered, being the first air-water, which is widely studied in the literature and a typical natural gas and oil fluid from production oil fields. Characteristics parameters of annular flow such as pressure drop, interface friction factor e liquid film height are obtained and compared with experimental and numerical data, showing in both cases good agreement. The natural gas is modeled as real gas, using the Peng-Robinson Equation of State, and compared with the ideal gas modeling. For the typical fluid selected, this effect is quite small on the hydrodynamics parameters such as phases velocities and pressure drop and on the thermal parameters such as temperature, heat loss for the environment and heat exchange coefficient.
Orientador(es)
ANGELA OURIVIO NIECKELE
Banca
JOAO NEUENSCHWANDER ESCOSTEGUY CARNEIRO
Banca
LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO
Banca
ANGELA OURIVIO NIECKELE
Catalogação
2016-05-10
Apresentação
2015-09-10
Tipo
[pt] TEXTO
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Idioma(s)
PORTUGUÊS
Referência [pt]
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=26341@1
Referência [en]
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=26341@2
Referência DOI
https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.26341
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